Фотоклинометрия

Фотоклинометрия , или «форма из затенения» , — это процесс, с помощью которого двухмерное изображение поверхности преобразуется в карту поверхности, представляющую различные уровни высоты. В качестве ориентиров используются тени и направление света. В основном его используют для изображения поверхности скульптур, чтобы дать представление о том, как она будет выглядеть в трех измерениях. Техники зависят от очень специфических условий, особенно от направления света.

Процесс

Когда свет отражается от объекта, он отражается с яркостью, зависящей от местоположения, которая зависит от формы объекта и положения источника освещения. Эту карту отражений можно использовать для создания карты рельефа поверхности, которая использует уровни оттенков серого для изображения высоты точки на поверхности. Зная направление и угол источника света, можно вычислить примерную высоту, которую имеет точка. Однако направление и угол света обычно неизвестны, что приводит к плохому качеству изображений или необходимости создавать несколько карт рельефа , каждый раз пробуя разные настройки.

Использование

Некоторые художники используют фотоклинометрию для оцифровки трехмерного изображения скульптуры.
Геологи и те, кто изучает планетологию, используют его, чтобы получить представление о том, как выглядит поверхность планеты. ^{[ 1 ]} и создавать топографические карты и цифровые модели рельефа (см. Фотометрическое стерео ). ^{[ 2 ]} Планетарные применения начались с исследования топографии Луны еще в 1951 году. ^{[ 3 ]} и с тех пор был применен к поверхности Марса. ^{[ 4 ]}
Гляциологи использовали фотоклинометрию для характеристики поверхности Антарктиды. ^{[ 5 ]} и Гренландия. ^{[ 6 ]} Повторная фотоклинометрия — это метод построения поверхностей из серии спутниковых изображений для исследования изменений топографии ледникового покрова с течением времени. ^{[ 7 ]}
Фотоклинометрия использовалась для измерения топографии вершин вулканических шлейфов на Земле. ^{[ 8 ]}

Проблемы

Направление света очень важно для качества фотоклинометрического изображения. Свет, падающий прямо над поверхностью (за камерой), затрудняет различение теней. Несколько источников света также являются проблемой, поскольку они уничтожают важные тени, необходимые для правильной работы алгоритмов.

Чтобы решить эти проблемы, новые миссии на другие планеты планируют использовать процесс, аналогичный стереоскопии , чтобы получить более точное изображение поверхности другой планеты. Mars Reconnaissance Orbiter — одна из миссий, пытающихся сделать это. В этом процессе используются два изображения одного места, снятые двумя разными объективами камеры, почти так же, как люди делают это со своими глазами. Используя два изображения, они могут получить трехмерную перспективу объектов на поверхности, как это делаем мы.

См. также

Ссылки

^ Уайлди, Р. (1975). «Обобщенная фотоклинометрия для Маринера-9». Икар . 25 (4): 613–626. Бибкод : 1975Icar...25..613W . дои : 10.1016/0019-1035(75)90043-3 .
^ Харгитай, Хенрик; Виллнер, Конрад; Бухройтнер, Манфред (2019), Харгитай, Хенрик (редактор), «Методы планетарного топографического картографирования: обзор», Планетарная картография и ГИС , Конспекты лекций по геоинформации и картографии, Springer International Publishing, стр. 147–174, doi : 10.1007/978-3-319-62849-3_6 , ISBN 978-3-319-62849-3 , S2CID 133855780
^ ван Диггелен, Дж (июль 1951 г.). «Фотометрическое исследование склонов и высот хребтов холмов в морях Луны». Бык. Астрон. Инст. Нидерланды . 11 : 283. Бибкод : 1951БАН....11..283В .
^ Ховард, Алан Д.; Блазиус, Карл Р.; Каттс, Джеймс А. (1982). «Фотоклинометрическое определение топографии северной полярной шапки Марса». Икар . 50 (2–3): 245–258. Бибкод : 1982Icar...50..245H . дои : 10.1016/0019-1035(82)90125-7 .
^ Бидшадлер, РА; Ворнбергер, Польша (1994). «Подробная карта высот Ледяного потока C, Антарктида, с использованием спутниковых изображений и бортового радара» . Анналы гляциологии . 20 : 327–335. Бибкод : 1994АнГла..20..327Б . дои : 10.3189/1994aog20-1-327-335 . ISSN 0260-3055 .
^ Скамбос, Тед А.; Харан, Терри (2002). «ЦМР ледникового щита Гренландии с улучшенным изображением» . Анналы гляциологии . 34 : 291–298. Бибкод : 2002АнГла..34..291С . дои : 10.3189/172756402781817969 . ISSN 0260-3055 .
^ Грин, Калифорния; Бланкеншип, Д.Д. (2017). «Метод повторной фотоклинометрии для обнаружения эволюции поверхности ледникового покрова километрового масштаба». Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . ПП (99): 2074–2082. дои : 10.1109/tgrs.2017.2773364 . ISSN 0196-2892 . S2CID 4348022 .
^ Глейз, Лори С.; Уилсон, Лайонел; Мужинис-Марк, Питер Дж. (10 февраля 1999 г.). «Топография и высота вершины шлейфа извержения вулкана, определенные на основе фотоклинометрического анализа спутниковых данных» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 104 (Б2): 2989–3001. Бибкод : 1999JGR...104.2989G . CiteSeerX 10.1.1.572.9109 . дои : 10.1029/1998jb900047 . ISSN 2156-2202 .

Дальнейшее чтение

Кирк, Рэндольф Л., Барретт, Джанет М., Содерблом, Лоуренс А. (2003) Фотоклинометрия стала простой...? Достижения в области планетарного картографирования. [1]
МакИвен, Альфред С. (1991). «Фотометрические функции для фотоклинометрии и других приложений». Икар . 92 (2): 298–311. Бибкод : 1991Icar...92..298M . дои : 10.1016/0019-1035(91)90053-в .
Уилсон, Л.; Хэмптон, Дж. С.; Бален, ХК (1985). «Фотоклинометрия земных и планетарных поверхностей». Лунная и планетарная наука . XVI : 912–913. Бибкод : 1985LPI....16..912W .

Внешние ссылки

Эта статья, посвященная фотографии, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Уайлди, Р. (1975). «Обобщенная фотоклинометрия для Маринера-9». Икар . 25 (4): 613–626. Бибкод : 1975Icar...25..613W . дои : 10.1016/0019-1035(75)90043-3 .

[2] Харгитай, Хенрик; Виллнер, Конрад; Бухройтнер, Манфред (2019), Харгитай, Хенрик (редактор), «Методы планетарного топографического картографирования: обзор», Планетарная картография и ГИС , Конспекты лекций по геоинформации и картографии, Springer International Publishing, стр. 147–174, doi : 10.1007/978-3-319-62849-3_6 , ISBN 978-3-319-62849-3 , S2CID 133855780

[3] ван Диггелен, Дж (июль 1951 г.). «Фотометрическое исследование склонов и высот хребтов холмов в морях Луны». Бык. Астрон. Инст. Нидерланды . 11 : 283. Бибкод : 1951БАН....11..283В .

[4] Ховард, Алан Д.; Блазиус, Карл Р.; Каттс, Джеймс А. (1982). «Фотоклинометрическое определение топографии северной полярной шапки Марса». Икар . 50 (2–3): 245–258. Бибкод : 1982Icar...50..245H . дои : 10.1016/0019-1035(82)90125-7 .

[5] Бидшадлер, РА; Ворнбергер, Польша (1994). «Подробная карта высот Ледяного потока C, Антарктида, с использованием спутниковых изображений и бортового радара» . Анналы гляциологии . 20 : 327–335. Бибкод : 1994АнГла..20..327Б . дои : 10.3189/1994aog20-1-327-335 . ISSN 0260-3055 .

[6] Скамбос, Тед А.; Харан, Терри (2002). «ЦМР ледникового щита Гренландии с улучшенным изображением» . Анналы гляциологии . 34 : 291–298. Бибкод : 2002АнГла..34..291С . дои : 10.3189/172756402781817969 . ISSN 0260-3055 .

[7] Грин, Калифорния; Бланкеншип, Д.Д. (2017). «Метод повторной фотоклинометрии для обнаружения эволюции поверхности ледникового покрова километрового масштаба». Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . ПП (99): 2074–2082. дои : 10.1109/tgrs.2017.2773364 . ISSN 0196-2892 . S2CID 4348022 .

[8] Глейз, Лори С.; Уилсон, Лайонел; Мужинис-Марк, Питер Дж. (10 февраля 1999 г.). «Топография и высота вершины шлейфа извержения вулкана, определенные на основе фотоклинометрического анализа спутниковых данных» . Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 104 (Б2): 2989–3001. Бибкод : 1999JGR...104.2989G . CiteSeerX 10.1.1.572.9109 . дои : 10.1029/1998jb900047 . ISSN 2156-2202 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]